Energiagazdálkodás - Power management

Az energia kezelése különféle összefüggésekben lásd: Energiagazdálkodás .

Az energiagazdálkodás néhány elektromos készülék jellemzője, különösen a fénymásolók , számítógépek , számítógépes processzorok , számítógépes GPU-k és számítógépes perifériák , például monitorok és nyomtatók , amelyek kikapcsolják az áramellátást, vagy inaktív állapotban alacsony energiafogyasztású állapotba kapcsolják a rendszert. A számítás során ezt PC energiagazdálkodásnak nevezik, és az ACPI nevű szabvány köré épül , ez felülírja az APM-et . Minden legújabb számítógép rendelkezik ACPI támogatással.

Motivációk

Számítógépes rendszerek számítógép-energiagazdálkodására számos okból van szükség, különösen:

Az alacsonyabb energiafogyasztás alacsonyabb hőelvezetést is jelent , ami növeli a rendszer stabilitását, és kevesebb energiafelhasználást jelent, ami pénzt takarít meg és csökkenti a környezetre gyakorolt ​​hatást.

Processzor szintű technikák

A mikroprocesszorok energiagazdálkodása elvégezhető az egész processzoron, vagy olyan speciális összetevőkben, mint a gyorsítótár és a fő memória.

A dinamikus feszültség skálázás és dinamikus órajel , a CPU mag feszültség , órajel , vagy mindkettő, lehet változtatni, hogy csökkentse az energiafogyasztást árán potenciálisan alacsonyabb teljesítményt. Ez néha valós időben történik a teljesítmény-teljesítmény kompromisszum optimalizálása érdekében.

Példák:

Ezenkívül a processzorok szelektíven kikapcsolhatják a belső áramköröket ( tápellátás ). Például:

  • Az újabb Intel Core processzorok támogatják a processzorok funkcionális egységeinek rendkívül finom teljesítményszabályozását.
  • Az AMD CoolCore technológia hatékonyabb teljesítményt nyújt, ha dinamikusan aktiválja vagy kikapcsolja a processzor egyes részeit.

Az Intel VRT technológia felosztotta a chipet egy 3.3VI / O szakaszra és egy 2,9 V-os szakaszra. Az alacsonyabb magfeszültség csökkenti az energiafogyasztást.

Heterogén számítástechnika

ARM „s big.LITTLE architektúra vándorolnak közötti folyamatok gyorsabb»nagy«magok és energiatakarékosabb»kis«magot.

Operációs rendszer szintje: hibernálás

Fő cikk: Hibernálás (számítástechnika)

Ha a számítógépes rendszer hibernálás takarít meg a tartalmát a RAM , hogy lemezt és kikapcsol a gép. Indításkor újratölti az adatokat. Ez lehetővé teszi a rendszer teljes kikapcsolását hibernált üzemmódban. Ehhez a telepített RAM nagyságú fájlt kell elhelyezni a merevlemezen, amely esetleg hibernált állapotban is felhasználhatja a helyet. A hibernált mód a Windows egyes verzióiban alapértelmezés szerint engedélyezett, és letiltható a lemezterület helyreállítása érdekében.

GPU-kban

A grafikus processzorokat ( GPU-kat ) egy CPU- val együtt használják a tudományos , elemzési , mérnöki , fogyasztói és vállalati alkalmazások körül forgó különböző területeken történő számítás felgyorsítására . Mindez bizonyos hátrányokkal jár, a GPU-k magas számítási képessége nagy energiaeloszlás költsége . Sokat kutattak a GPU-k áramellátási problémájával kapcsolatban, és számos technikát javasoltak ennek a kérdésnek a kezelésére. Dinamikus feszültség méretezés / dinamikus órajel (DVFS) és az óra Szűréssel két leggyakrabban használt technikával csökkenti dinamikus teljesítmény GPU.

DVFS technikák

A kísérletek azt mutatják, hogy a hagyományos processzoros DVFS-házirend ésszerű teljesítményromlás mellett képes csökkenteni a beágyazott GPU-k teljesítményét. Új irányokat vizsgálnak a heterogén rendszerek hatékony DVFS ütemezőinek tervezéséhez is. Heterogén CPU-GPU architektúra, a GreenGPU kerül bemutatásra, amely szinkron módon alkalmazza a DVFS-t, mind a GPU, mind a CPU számára. A GreenGPU a CUDA keretrendszer használatával valós fizikai testágyon valósul meg Nvidia GeForce GPU-k és AMD Phenom II CPU-k segítségével. Kísérletileg bebizonyosodott, hogy a GreenGPU átlagosan 21,04% -os energiamegtakarítást ér el, és számos jól megtervezett alapvonalat felülmúl. A mainstream GPU-khoz, amelyeket széles körben használnak mindenféle kereskedelmi és személyes alkalmazásban, számos DVFS-technika létezik és csak a GPU-kba vannak beépítve, az AMD PowerTune és az AMD ZeroCore Power a két dinamikus frekvencia-méretezési technológia az AMD grafikus kártyákhoz. Gyakorlati tesztek azt mutatták, hogy a GeForce GTX 480 visszakapcsolásával 28% -kal alacsonyabb energiafogyasztás érhető el, miközben egy adott feladat esetében csak 1% -kal csökken a teljesítmény.

Hatalmas kapuzási technikák

Sokat kutattak a dinamikus teljesítménycsökkentésről a DVFS technikák alkalmazásával. Amint azonban a technológia folyamatosan csökken, a szivárgási teljesítmény domináns tényezővé válik. Az elektromos kapuzás általánosan használt áramköri technika a szivárgás eltávolítására a használaton kívüli áramkörök tápfeszültségének kikapcsolásával. Az elektromos kapuzás energiát von maga után; ezért a fel nem használt áramköröknek elég hosszú ideig üresjáratban kell maradniuk, hogy kompenzálják ezeket az általános költségeket. A GPU-k futásidejű áramellátási gyorsítótárainak újszerű mikro-építészeti technikája szivárgási energiát takarít meg. 16 különböző GPU-terhelésen végzett kísérletek alapján a javasolt technikával elért átlagos energiamegtakarítás 54%. Az árnyékolók a GPU legtöbb energiára éhes alkotóeleme, a prediktív árnyékoló kikapcsolt teljesítmény-kapuzási technikája akár 46% -os szivárgáscsökkentést eredményez az árnyékoló processzorokon. A Predictive Shader Shutdown technika kihasználja a keretek közötti munkaterhelés variációit, hogy kiküszöbölje az árnyékoló fürtök szivárgását. Egy másik halasztott geometriai csővezetéknek nevezett technika a rögzített funkciójú geometriai egységek szivárgásának minimalizálására törekszik azáltal, hogy a kötegek közötti egyensúlyhiányt alkalmazza a geometria és a töredékszámítás között, ami a rögzített funkciójú geometriai egységek szivárgásának akár 57% -át is eltávolítja. A nem árnyékoló végrehajtó egységekre egy egyszerű időkorlátos energiagátló módszer alkalmazható, amely átlagosan megszünteti a nem árnyékoló végrehajtó egységek szivárgásának 83,3% -át. Mindhárom fent említett technika elhanyagolható teljesítményromlást okoz, kevesebb, mint 1%.

Lásd még

Hivatkozások

Külső linkek